site logo

پی سی بی کاپی بورڈ کے لیڈ فری عمل میں او ایس پی فلم کی کارکردگی اور خصوصیات

کے لیڈ فری عمل میں OSP فلم کی کارکردگی اور خصوصیات پی سی بی بورڈ کاپی کریں۔

OSP (Organic Solderable Protective Film) بہترین سولڈر ایبلٹی، سادہ عمل اور کم لاگت کی وجہ سے سطح کے علاج کا بہترین عمل سمجھا جاتا ہے۔

اس مقالے میں، تھرمل ڈیسورپشن-گیس کرومیٹوگرافی-ماس اسپیکٹومیٹری (TD-GC-MS)، تھرموگراومیٹریک تجزیہ (TGA) اور فوٹو الیکٹران اسپیکٹروسکوپی (XPS) کو اعلی درجہ حرارت کے خلاف مزاحمت کرنے والی OSP فلموں کی نئی نسل کی گرمی مزاحمت کی خصوصیات کا تجزیہ کرنے کے لیے استعمال کیا گیا ہے۔ گیس کرومیٹوگرافی اعلی درجہ حرارت مزاحم OSP فلم (HTOSP) میں چھوٹے سالماتی نامیاتی اجزاء کی جانچ کرتی ہے جو سولڈریبلٹی کو متاثر کرتے ہیں۔ ایک ہی وقت میں، یہ ظاہر کرتا ہے کہ اعلی درجہ حرارت کے خلاف مزاحم OSP فلم میں alkylbenzimidazole-HT میں بہت کم اتار چڑھاؤ ہے۔ TGA ڈیٹا سے پتہ چلتا ہے کہ HTOSP فلم میں موجودہ صنعت کی معیاری OSP فلم سے زیادہ تنزلی کا درجہ حرارت ہے۔ XPS ڈیٹا سے پتہ چلتا ہے کہ ہائی ٹمپریچر OSP کے 5 لیڈ فری ری فلو کے بعد، آکسیجن کے مواد میں صرف 1% اضافہ ہوا ہے۔ مذکورہ بالا اصلاحات کا براہ راست تعلق صنعتی لیڈ فری سولڈر ایبلٹی کی ضروریات سے ہے۔

آئی پی سی بی

OSP فلم کئی سالوں سے سرکٹ بورڈز میں استعمال ہوتی رہی ہے۔ یہ ایک آرگنومیٹالک پولیمر فلم ہے جو ٹرانزیشن دھاتی عناصر، جیسے تانبے اور زنک کے ساتھ ایزول مرکبات کے رد عمل سے بنتی ہے۔ بہت سے مطالعات [1,2,3] نے دھات کی سطحوں پر ایزول مرکبات کے سنکنرن کو روکنے کے طریقہ کار کا انکشاف کیا ہے۔ GPBrown [3] نے کامیابی کے ساتھ بینزیمیڈازول، کاپر (II)، زنک (II) اور آرگنومیٹالک پولیمر کے دیگر ٹرانزیشن دھاتی عناصر کی ترکیب کی، اور TGA خصوصیت کے ذریعے پولی (بینزیمیڈازول-زنک) کی بہترین اعلی درجہ حرارت مزاحمت کو بیان کیا۔ GPBrown کے TGA ڈیٹا سے پتہ چلتا ہے کہ پولی (benzimidazole-zinc) کا تنزلی درجہ حرارت ہوا میں 400 ° C اور نائٹروجن ماحول میں 500 ° C تک زیادہ ہے، جبکہ پولی (بینزیمیڈازول- کاپر) کا تنزلی درجہ حرارت صرف 250 ° C ہے۔ . حال ہی میں تیار کردہ نئی ایچ ٹی او ایس پی فلم پولی (بینزیمیڈازول-زنک) کی کیمیائی خصوصیات پر مبنی ہے، جس میں گرمی کی بہترین مزاحمت ہے۔

OSP فلم بنیادی طور پر آرگنومیٹالک پولیمر اور چھوٹے نامیاتی مالیکیولز پر مشتمل ہوتی ہے جو جمع کرنے کے عمل کے دوران داخل ہوتے ہیں، جیسے فیٹی ایسڈز اور ایزول مرکبات۔ آرگنومیٹالک پولیمر ضروری سنکنرن مزاحمت، تانبے کی سطح کو چپکنے اور OSP کی سطح کی سختی فراہم کرتے ہیں۔ آرگنومیٹالک پولیمر کا انحطاط کا درجہ حرارت لیڈ فری سولڈر کے پگھلنے کے مقام سے زیادہ ہونا چاہئے تاکہ لیڈ فری عمل کو برداشت کیا جاسکے۔ بصورت دیگر، او ایس پی فلم لیڈ سے پاک عمل کے ذریعے کارروائی کے بعد تنزلی کا شکار ہو جائے گی۔ OSP فلم کا انحطاط کا درجہ حرارت زیادہ تر آرگنومیٹالک پولیمر کی گرمی کی مزاحمت پر منحصر ہے۔ ایک اور اہم عنصر جو تانبے کی آکسیکرن مزاحمت کو متاثر کرتا ہے وہ ہے ایزول مرکبات کی اتار چڑھاؤ، جیسے بینزیمیڈازول اور فینیلیمڈازول۔ OSP فلم کے چھوٹے مالیکیول لیڈ فری ریفلو کے عمل کے دوران بخارات بن جائیں گے، جو تانبے کی آکسیڈیشن مزاحمت کو متاثر کرے گا۔ گیس کرومیٹوگرافی-ماس اسپیکٹومیٹری (GC-MS)، تھرموگراومیٹریک تجزیہ (TGA) اور فوٹو الیکٹران اسپیکٹروسکوپی (XPS) کو OSP کی گرمی کی مزاحمت کی سائنسی طور پر وضاحت کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔

1. گیس کرومیٹوگرافی-ماس سپیکٹرو میٹری تجزیہ

جانچ کی گئی تانبے کی پلیٹوں کو اس کے ساتھ لیپت کیا گیا تھا: a) ایک نئی HTOSP فلم؛ ب) صنعت کی معیاری OSP فلم؛ اور c) ایک اور صنعتی OSP فلم۔ تانبے کی پلیٹ سے تقریباً 0.74-0.79 ملی گرام OSP فلم کو کھرچیں۔ یہ لیپت تانبے کی پلیٹوں اور کھرچنے والے نمونوں کا کوئی ری فلو ٹریٹمنٹ نہیں ہوا ہے۔ یہ تجربہ H/P6890GC/MS آلہ استعمال کرتا ہے، اور سرنج کے بغیر سرنج استعمال کرتا ہے۔ سرنج سے پاک سرنجیں نمونے کے چیمبر میں ٹھوس نمونوں کو براہ راست خارج کر سکتی ہیں۔ سرنج کے بغیر سرنج شیشے کی چھوٹی ٹیوب میں نمونے کو گیس کرومیٹوگراف کے اندر جانے میں منتقل کر سکتی ہے۔ کیریئر گیس مسلسل غیر مستحکم نامیاتی مرکبات کو گیس کرومیٹوگراف کالم میں جمع کرنے اور الگ کرنے کے لیے لا سکتی ہے۔ نمونے کو کالم کے اوپری حصے کے قریب رکھیں تاکہ تھرمل ڈیسورپشن کو مؤثر طریقے سے دہرایا جا سکے۔ کافی نمونوں کو ختم کرنے کے بعد، گیس کرومیٹوگرافی نے کام کرنا شروع کر دیا۔ اس تجربے میں، ایک RestekRT-1 (0.25mmid×30m، فلم کی موٹائی 1.0μm) گیس کرومیٹوگرافی کالم استعمال کیا گیا۔ گیس کرومیٹوگرافی کالم کے درجہ حرارت میں اضافے کا پروگرام: 35 منٹ کے لیے 2 ° C پر گرم کرنے کے بعد، درجہ حرارت 325 ° C تک بڑھنا شروع ہو جاتا ہے، اور حرارت کی شرح 15 ° C/منٹ ہے۔ تھرمل ڈیسورپشن حالات ہیں: 250 ° C پر 2 منٹ تک گرم کرنے کے بعد۔ الگ کیے گئے غیر مستحکم نامیاتی مرکبات کے ماس/چارج کا تناسب 10-700ڈالٹن کی حد میں ماس سپیکٹرومیٹری کے ذریعے معلوم کیا جاتا ہے۔ تمام چھوٹے نامیاتی مالیکیولز کے برقرار رکھنے کا وقت بھی ریکارڈ کیا جاتا ہے۔

2. تھرموگراومیٹرک تجزیہ (TGA)

اسی طرح، ایک نئی ایچ ٹی او ایس پی فلم، ایک انڈسٹری اسٹینڈرڈ او ایس پی فلم، اور ایک اور صنعتی او ایس پی فلم کو نمونوں پر لیپت کیا گیا تھا۔ تقریباً 17.0 ملی گرام OSP فلم کو تانبے کی پلیٹ سے مواد کے ٹیسٹ کے نمونے کے طور پر کھرچ دیا گیا تھا۔ ٹی جی اے ٹیسٹ سے پہلے، نہ تو نمونہ اور نہ ہی فلم کسی لیڈ فری ریفلو ٹریٹمنٹ سے گزر سکتی ہے۔ نائٹروجن پروٹیکشن کے تحت TGA ٹیسٹ کرنے کے لیے TA انسٹرومینٹس 2950TA استعمال کریں۔ کام کرنے کا درجہ حرارت 15 منٹ کے لیے کمرے کے درجہ حرارت پر رکھا گیا، اور پھر 700 ° C/منٹ کی شرح سے 10 ° C تک بڑھ گیا۔

3. فوٹو الیکٹران سپیکٹروسکوپی (XPS)

فوٹو الیکٹران سپیکٹروسکوپی (XPS)، جسے کیمیکل اینالیسس الیکٹران سپیکٹروسکوپی (ESCA) بھی کہا جاتا ہے، ایک کیمیائی سطح کے تجزیہ کا طریقہ ہے۔ XPS کوٹنگ کی سطح کی 10nm کیمیائی ساخت کی پیمائش کر سکتا ہے۔ HTOSP فلم اور انڈسٹری کی معیاری OSP فلم کو تانبے کی پلیٹ پر کوٹ کریں، اور پھر 5 لیڈ فری ری فلوز سے گزریں۔ XPS کا استعمال ریفلو ٹریٹمنٹ سے پہلے اور بعد میں HTOSP فلم کا تجزیہ کرنے کے لیے کیا گیا تھا۔ 5 لیڈ فری ری فلو کے بعد انڈسٹری کے معیاری OSP فلم کا بھی XPS کے ذریعے تجزیہ کیا گیا۔ استعمال شدہ آلہ VGESCALABMarkII تھا۔

4. ہول سولڈر ایبلٹی ٹیسٹ کے ذریعے

سولڈر ایبلٹی ٹیسٹ بورڈز (STVs) کا استعمال تھرو ہول سولڈر ایبلٹی ٹیسٹنگ کے لیے۔ مجموعی طور پر 10 سولڈر ایبلٹی ٹیسٹ بورڈ STV arrays ہیں (ہر صف میں 4 STVs ہیں) تقریباً 0.35μm کی فلم موٹائی کے ساتھ لیپت ہیں، جن میں سے 5 STV arrays کو HTOSP فلم کے ساتھ لیپت کیا گیا ہے، اور دیگر 5 STV arrays صنعتی معیار کے ساتھ لیپت ہیں۔ او ایس پی فلم۔ پھر، لیپت شدہ STVs سولڈر پیسٹ ریفلو اوون میں اعلی درجہ حرارت، لیڈ فری ریفلو ٹریٹمنٹ کی ایک سیریز سے گزرتے ہیں۔ ہر ٹیسٹ کی حالت میں 0، 1، 3، 5 یا 7 لگاتار ری فلو شامل ہوتے ہیں۔ ہر ریفلو ٹیسٹ کی حالت کے لیے ہر قسم کی فلم کے لیے 4 STVs ہیں۔ ری فلو کے عمل کے بعد، تمام STVs کو اعلی درجہ حرارت اور لیڈ فری لہر سولڈرنگ کے لیے پروسیس کیا جاتا ہے۔ ہر ایس ٹی وی کا معائنہ کرکے اور صحیح طریقے سے بھرے ہوئے سوراخوں کی تعداد کا حساب لگا کر سوراخ کے ذریعے سولڈر ایبلٹی کا تعین کیا جا سکتا ہے۔ ہولز کے ذریعے قبولیت کا معیار یہ ہے کہ بھرے ہوئے سولڈر کو سوراخ کے ذریعے چڑھایا ہوا یا سوراخ کے اوپری کنارے پر بھرنا چاہیے۔